超聲波流量計多聲道氣體測量技術探討 一零九

6.2 本文的創(chuàng)新之處

(1) 以往對超聲波氣體流量計的研究文獻中，大多采用實驗方法建立的流量計的經(jīng)驗公式，缺少對超聲波氣體流量計深入的理論分析。尤其是在流速分布系數(shù)的計算方面，以往的文獻中均采用實驗經(jīng)驗公式，導致超聲波流量計沒有一個完整的數(shù)學模型。本文利用計算流體力學，推導了流速分布系數(shù)的理論計算公式；再結合計算流體力學、超聲學、電子學等多個領域的知識，建立了基于高斯數(shù)值積分的多聲道超聲波熱式氣體流量計完整的數(shù)學模型；用數(shù)字仿真的方法研究了多聲道超聲波氣體流量計的流量測量性能，彌補了實驗研究的局限性，為流量計的后續(xù)研究奠定了理論基礎。

(2) 在分析了多聲道超聲波氣體流量計測量管段結構的基礎上，建立了基于神經(jīng)網(wǎng)絡方法的四聲道以上的多聲道超聲波氣體流量計數(shù)學模型，通過數(shù)字仿真的方法研究了其具有在線自適應修正權系數(shù)和高測量精度的特性，改善了以往測量方法中需要對現(xiàn)場流場情況進行人工修正的不足，提高了多聲道超聲波氣體流量計的實用性。

(3) 在分析了超聲波激勵和傳播工作機理的基礎上，提出了基于數(shù)字極性相關的超聲波流量計超聲波信號識別方法。該方法克服了以往基于小波分析的超聲波回波信號識別方法難以數(shù)字化實現(xiàn)的問題，更易在單片嵌入式流量測量系統(tǒng)中實現(xiàn)。本文通過實驗室物理實驗，對超聲波在零流管道中進行了零流實驗，并進行了超聲波傳播速度的測量實驗，其實驗結果表明，該方法能夠達到測量精度的要求。

超聲波流量計